一种POL终端匹配电源的热模拟研究

摘要：介绍了一种广泛应用于存储器、CPU等高速信号端口的POL终端匹配电源的工作原理。根据电源各元器件的功耗，建立该电源的热模型，并利用ICEPAK软件对其进行热模拟仿真。通过仿真结果与实际测试结果的对比，确认模型和计算方法的准确性。此热模拟仿真方法可广泛用于同类电源的热评估。
关键词：POL；功耗；ICEPAK；热模型；仿真

0 引言
POL(P0int Of LOad)终端匹配电源广泛应用于存储器、CPU等高速信号端口。端口电压能够自动跟踪1／2主电源的电压，并输出或吸入信号的匹配电流。本文中自主研制的端口匹配电源DDRl2V4520，输出稳压精度高、响应快、电压设定数字化，已广泛应用于多个工程项目，实际使用效果良好。本文对比该电源的热模拟仿真结果与实测结果，评估电源的温升，确认了模型的准确性。在以后的同类电源设计中，通过仿真计算，可以相当准确地预计电源的热工作状况。

1 工作原理
电源DDR12V4520的主电源输出电压为1．5V～2．8V，额定输出电流45A。匹配电源跟踪l／2主电源电压，可以输出或吸入电流，额定容量20A。图l是该电源的原理图。图2给出了完成贴装焊接的电源DDRl2V4520的实物照片。主电源控制器为ADP3163(Analog Devices)，匹配电源控制器为MAXl917(Maxim)。主电源的功率器件采用三合一DrMOSR2J20601(Renesas)，匹配电源的功率器件是FDD6035AL和FDD8870(Fairchild)。输出采用低串联阻抗固体有机膜电容器滤波，实用效果十分理想。主电源的输出电压通过5位VID码设定(ADP3163)，使用十分方便，电压精度可达0．025V。
主电源功率器件DrMOS R2J20601是Renesas公司推出的一种新型的三合一芯片。该芯片集两个MOSFET和一个驱动电路于一体，具有工作频率高、功耗低、结构紧凑、封装小、输出电流大、效率高等优点，十分适用于低电压、大电流的应用场合。图3给出了该芯片的内部结构图。图4给出了该芯片的实物图。